基于双噻唑并[5,4-d]噻唑的Zn(II)/Cd(II)金属有机框架荧光传感技术：水溶液中抗生素与Cr(VI)离子的高效检测

针对水体中抗生素和Cr2 O7 2? 污染监测难题，研究人员设计了两例噻唑并[5,4-d]噻唑基Zn(II)/Cd(II)-MOFs（1和2）。MOF 1对Cr2 O7 2? 和硝基呋喃类抗生素（LOD低至0.20 μM）展现多分析物荧光猝灭传感能力，MOF 2则选择性识别硝基呋喃。该研究为环境污染物监测提供了新型便携式传感策略。

　　

背景与挑战
随着医疗技术进步，抗生素已成为对抗感染性疾病的核心武器，但滥用导致的细菌耐药性问题正威胁全球公共卫生安全。硝基呋喃类（NZF、NFT）、替硝唑（TDZ）和氯霉素（CAP）等抗生素在环境中的残留，通过耐药基因传播加剧生态风险。与此同时，工业废水中的Cr₂
O₇
^2?
等重金属离子对水生生态系统造成持久危害。传统检测方法面临成本高、耗时长等局限，亟需开发高灵敏度、便携化的新型传感材料。

研究设计与创新
南京大学配位化学国家重点实验室团队基于噻唑并[5,4-d]噻唑（TTZ）配体的独特光电性质，采用混合配体策略，将柔性羧酸配体H₂
SDA与Zn(II)/Cd(II)离子组装，构建了维度差异化的MOFs：一维链状MOF 1（{[Zn(3bppyttz)(SDA)]·2DMF}_n
）和三维互穿网络MOF 2（{[Cd(3bppyttz)(SDA)]·DMF·5H₂
O}_n
）。通过调控吡啶氮原子位置（3bppyttz vs 4bppyttz），增强π-π堆积作用，优化了污染物识别性能。

关键技术
研究采用溶剂热法合成MOFs，结合单晶X射线衍射解析结构，通过紫外-可见光谱（UV-vis）和密度泛函理论（DFT）验证电子转移机制，并开发了MOF 1复合膜实现便携式检测。

研究结果

1. 结构特征
   MOF 1通过C–H···N氢键和π-π堆积形成一维链，而MOF 2呈现双互穿pcu拓扑三维网络，TTZ配体作为支柱增强框架稳定性。

2. 传感性能
   MOF 1对Cr₂
   O₇
   ^2?
   （LOD 0.20 μM）和四种抗生素（NZF 0.20 μM、NFT 0.23 μM、TDZ 0.71 μM、CAP 0.42 μM）均表现出显著荧光猝灭效应；MOF 2则专一识别硝基呋喃（NZF 0.32 μM、NFT 0.46 μM）。

3. 机制解析
   UV-vis与DFT计算证实，分析物与MOFs的电子转移（ET）和竞争性吸收（CA）是猝灭主因。

结论与意义
该研究通过精准调控TTZ配体空间构型，构建了首个兼具Cr(VI)和抗生素双功能检测的MOF体系。MOF 1复合膜技术推动了现场监测应用，为环境污染物防控提供了新材料范式。成果发表于《Journal of Molecular Structure》，为多功能LMOFs设计提供了分子工程参考。

（注：全文数据及结论均源自原文，未添加外部信息）